环境空气质量指数(AQI)的EXCEL实现研究.pdf

第 3 8 卷第6期 2 0 1 3年 6月 环境科学与管理 ENV玎 NMENTAL S C NCE AND MANAGEM匝NT V0 I _ 3 8 No 6 J u n e 2 01 3 文章编号 ： 1 6 7 4 6 1 3 9 ( 2 0 1 3 ) O 6-0 1 4 0- 0 3 环境 空气 质量指数 ( A Q I ) 的 E X C E L实现研究 姚玉刚 ， 朱燕玲 ， 邹强 ( 1 苏 州市环境监测 中心站 ， 江苏 苏州 2 1 5 0 0 4； 2 江苏省环境保护空气复合污染监测重点实验室， 江苏 苏州 2 1 5 0 0 4 ) 摘要： 空气质量指数以数值的形式表述空气质量状况、 便于公众简明、 清楚地了解空气质量的优劣程度， 及 时、 准确地向公众提供易于理解的当地空气质量状况。基于 E X C E L软件计算环境空气质量指数( A Q I ) 的方法 具有普及意义， 有助于 A Q I 算法在基础应用层面的实现， 也有助于验证数据库开发中使用算法的准确性。本文 结合苏州市环境空气监测数据 ， 详细介绍如何在 E X C E L中实现 A Q I 的计算， 供相关从业人员参考。 关键词 ： 质量指数( A Q I ) ； 监 测数据统计 ； E X C E L软件 中图分类号 ： X 8 3 0 3 文献标识码 ： B R e s e a r c h o n A i r Q u a l i t y I n d e x w i t h E x c e l S o f t w a r e Y a o Y u g a n g ， Z h u Y a n l i n g ， Z o u Q i a n g ， ( 1 S u z h o u E n v i ron me n t al Mo n i t o ri n g C e n t e r S t a t i o n ， S u z h o u 2 1 5 0 0 4， C h i n a ； 2 J i a n g s u E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n A i r C o mp o u n d P o l l u t i o n Mo n i t o ri n g K e y L a b ，S u z h o u 2 1 5 0 0 4， C h i n a ) A b s t r a c t ： A i r q u a l i t y i n d e x ( A Q I )d e s c ri b e s t h e a i r q u a l i t y i n n u m e ri c a l f o r ms ， ma k i n g i t mo r e c l e a r a n d e a s y fo r t h e g e n e r al p u b l i c t o u n d e r s t a n d t h e a i r q u a l i t y A Q I c alc u l a t i o n b a s e d o n Mi c r o s o f t E x c e l h as u n i v e rs a l s i g n i fi c a n c e ， a n d c o n t ri b u t e s t o t h e r e a l i z a t i o n o f t h i s a l g o ri t h m o n a p p l i c a t i o n l e v e 1 I t als o c a n v e ri f y t h e a c c u r a c y o f d a t a b a s e s y s t e m c alc u l a t i o nT h e p r o c e s s e s o f u s i n g E x c e l t o c a l c u l a t e A Q 1 w e r e i n t r o d u c e d b y t a k i n g mo n i t o ri n g d a t a f r o m S u z h o u C i t y a s e x a m p l e s ，a i mi n g t o g i v e s o me u s e f u l i n f o rm a t i o n t o r e l e v a n t p r a c t i t i o n e r s Ke y wo r d s ： A Q I ；m o n i t o ri n g d a t a s t a t i s t i c s ；E x c e l 空气质量指数( A Q I ) 是指定量描述空气质量状 况的无量纲指数 J 。大气环境质量影响因素较多， 评价方法应能反映综合效应_ 2 。若单纯从污染物 浓度数值判断污染物是否超标， 不仅容易混淆， 且表 述不直观。空气质量指数 以数值的形式表述空气质 量状况 、 便于公众简明、 清楚地了解空气质量 的优劣 程度 ， 及时、 准确地向公众提供易于理解的当地空气 质量状况 ， 还可以用来进行环境现状、 回顾性评价和 趋势分析 ， 因而在国内外被普遍应用 J 。 基于 E X C E L 软件计算环境空气质量指数( A Q I ) 的方法具有普及意义， 有助于 A Q I 算法的基础应用层 面的实现， 也有助于验证数据库开发中使用算法的准 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 5一O 3 基金项 目： 江苏省环境监测科研基金“ 江苏 省环境 空气 自动监测质量 管理方法研究 ” ( 1 2 1 1 ) 作者简介： 姚玉刚( 1 9 8 3 一) ， 男， 博士， 工程师， 主要从事环境监测和 环境空气研究工作。 1 4 0 确性 ， 还可以在“ 环境监测实习” 实践教学 中加 以应 用 J 。有学者 阐述 了 A Q I中部分 污染物 的 E X C E L 算法实现 ， 但实用性尚显不足 ， 污染物指标涵盖不够 全面 。本文结合苏州市环境空气监测数据， 详细 阐述如何在 E X C E L中实现 A Q I 的计算 ， 供相关从 业人员参考 。 1 计算方法 环境空气质量指数 ( A Q I ) 日报技术规定 ( HJ 6 3 3 2 0 1 2 ) 依据六种污染物监测数据统计出 7项空 气质量分指数( I A Q I ) J 。相比中国环境监测总站 2 0 0 0 0 2 6 号中提及的 日报技术规定 J ， 新颁布的 日报技术规定中仅二氧化硫浓度限值未变， 其余污 染物限值均有所改变 ， 日均值 统计时段从前 日 1 2： 0 0 一当 日1 2点改为 自然 日( 0： 0 o _2 4： 0 0 ) 。 污染物项 目 P的空气质 量分指 数按公 式 ( 1 ) 计算 ： 第 3 8卷第 6期 2 0 1 3年 6月 姚 玉刚等 环境空气质量指数 ( A Q I ) 的 E X C E L实现研 究 V 0 l _ 3 8 N o 6 J u n e 2 0l 3 I A Q I = I A Q I m I A Q I L o B P mB P ( C pB P t o )+I A Q I L o ( 1 ) 式 中： Q L一 污染物项 目P的空气质量分指数 ； 一 污染物项 目P的质量浓度值 ； B P 一 表 l 中与 相近的污染物浓度限值的 高位值 ； B P 一 表 1中与 相近的污染物浓度限值的 低位值 ； I A Q I m 一 表 1中与 日 P 对应 的空 气质 量分 指数 ； I A Q I L o 一 表 1中与 曰 P 对应 的空气质量分指 数。 2空气质量指数( A Q I ) 的 E X C E L流程实现 圈 1 程 I 璺 l 买 现 图 l中的 1日数据 是指 0 ： 0 0 2 4 ： 0 0监测 数 一 0 1 5 ) 0 3 2 5 + 1 0 0 ， I F ( C 0 8， 5 0 ( C 一 据 ， 2日数据是受 0 3滑动 8小时平均数据影 响， 包 0 4 7 5 ) 0 3 2 5 + l 5 0 、 , 1 0 0 ( C 一0 + 向前平均小时数据。数据汇总时采用 ( 一 0 6 + p 8 ) 0 ( 8 0 0 8 R O U N D( 2 0 0 , 1 0 0* ) 0 5 3 0 0 , 1 0 0 * C p 一 染物浓度， 3 ) 函数， 四舍五入保留三位有效小数。0 2 1 ) o 5 2+ 4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 3 空气质量分指数 ( I A Q I ) 的 E X C E L计算 3 2 二氧 氮的 A Q 计 函数 舳 = I F ( 0 0 4 ， 5 0 c o 0 4 ， I F ( 0 0 8 ， 函数 中所有 均对应污染物浓度指标 ， 函数计 算过程 中将 与污染物浓度一一对应 。 3 1 二氧化硫的 I A Q I 计算 函数 = I F ( C p0 0 5 ， 5 0 c o 0 5 ， I F ( 0 1 5 ， 5 0 ( 一0 0 5 ) 0 1+5 0 ， I F ( 0 4 7 5 ， 5 0 ( 5 0 ( 一0 0 4 ) 0 04 +5 0 ， I F ( C p0 1 8 ， 5 0 ( C p一 0 0 8 ) O 1+1 0 0 ， I F ( C 0 2 8 ， 5 0 ( 一0 1 8 ) o 1 +1 5 0 ， I F ( 0 5 6 5 ， 1 0 0 ( 一 0 2 8 ) 0 2 8 5+ 2 0 0 ， I F ( 0 7 5 ， 1 0 0 ( 一0 5 6 5 ) 0 1 8 5+3 0 0 ， I F ( 0 9 4 ， 1 0 0 ( 一0 7 5 ) 0 1 9+4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 1 41 第 3 8卷第 6期 2 0 1 3年 6月 姚玉刚等 环境空气质量指数( AQ I ) 的 E X C E L实现研究 V0 1 3 8 N o 6 J u n e 2 01 3 3 3 P M 。 的 I A Q I 计算函数 = I F ( C 0 0 5 ， 5 0 C p 0 0 5 ， I F ( G 0 1 5 ， 5 0 ( C p一0 0 5 ) 0 1+5 0 ， I F ( C 。0 2 5 ， 5 0 ( C 一 0 1 5 ) 0 1+1 0 0 ， I F ( C 。0 3 5 ， 5 0 ( C p一0 2 5 ) 0 1 +1 5 0 ， I F ( C 。0 4 2 ， 1 0 0 ( C 一0 3 5 ) 0 0 7+2 0 0 ， I F ( C 。0 5 ， 1 0 0 ( C p一0 4 2 ) 0 0 8+3 0 0 ， I F ( C 0 6 ， 1 0 0 ( C p一0 5 ) 0 1+4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 3 4 P M 的 I A Q I 计算函数 = I F ( C 0 0 3 5 ， 5 0 C 0 0 3 5 ， I F ( C P0 0 7 5 ， 5 O ( C 一0 0 3 5 ) 0 0 4+5 0 ， I F ( C 0 1 1 5 ， 5 0 ( C P 一 0 0 7 5 ) 0 04+ 1 0 0， I F ( C 0 1 5 ， 5 0 ( C 一 0 1 1 5 ) 0 0 3 5 + 1 5 0 ， I F ( C 。 0 2 5 ， 1 0 0 ( C 一 0 1 5 ) 0 1 +2 0 0 ， I F ( C p0 3 5 ， 1 0 0 ( C 一 0 2 5 ) 0 1 + 3 0 0， I F ( C 。 0 5 ， 1 0 0 ( C 一 0 3 5 ) 0 1 5 + 4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 3 5 C O的 I A Q I 计算流程 = I F ( C 2 ， 5 0 C P 2 ， I F ( C P 4 ， 5 0 ( C p 2 ) 2+5 0， I F ( C p1 4， 5 0 ( C 一 4 ) 1 0+1 0 0 ， I F ( C p 2 4 ， 5 0 ( C 一1 4 ) 1 0+1 5 0 ， I F ( C 3 6 ， 1 0 0 ( C 一 2 4 ) 1 2+2 0 0 ， I F ( C 4 8 ， 1 0 0 ( C 一3 6 ) 1 2+3 0 0 ， I F ( C 。6 0 ， 1 0 0 ( C 。 一4 8 ) 1 2+4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 3 6 臭氧 8小时滑动平均最大值的 I A Q I 计算函数 = I F ( C 。 0 1 ， 5 0 C 0 1 ， I F ( C p 0 1 6 ， 5 0 C 一0 1 ) 0 0 6+5 0 ， I F ( C p0 2 1 5， 5 0 ( C 一 0 1 6 ) 0 0 5 5 + 1 0 0， I F ( C 。 0 2 6 5 ， 5 0 ( C p 一 0 2 1 5 ) 0 0 5 + 1 5 0 ， I F ( C 。 0 8 ， 1 0 0 ( C 一 0 2 6 5 ) 0 5 3 5+2 0 0 ) ) ) ) ) 。 3 7 臭氧 日 1 小时最大值的 I A Q I 计算函数 = I F ( C p 0 1 6 ， 5 0 C P 0 1 6 ， I F ( C P 0 2 ， 5 0 ( C 一0 1 6 ) 0 04 +5 0 ， I F ( C 0 3 ， 5 0 ( C 一 0 2 ) 0 1+1 0 0 ， I F ( C 。0 4 ， 5 0 ( C 一0 3 ) o 1+ 1 5 0 ， I F ( C 。0 8 ， 1 0 0 ( C 一0 4 ) 0 4+2 0 0 ， I F ( C p 1 ， 1 0 0 ( C 。 一0 8 ) 0 2 + 3 0 0 ， I F ( C 1 2 ， 1 0 0 ( C 一0 1 ) 0 2+4 0 0 ) ) ) ) ) ) ) 。 4 函数计算结果评价与输出 基于上述七项 I A Q I 指标 的计算结果向前取整 ， 即含有小数位的 I A Q I 数值向前进位， 采用函数为： = R O U N D U P ( I A Q I ， 0 ) 。再基 于取整后结 果 ， 使 用 Ma x函数取最大 I A Q I 值作为当 E t 该点位 的 A Q 1日 报值 。 利用 I F函数 ， 条件 输 出 A Q I对应 的首要 污染 物、 空气质量级别和空气质量等级。以苏州市 2 0 1 3 年 3月 1 5日为例 ， 输 出结果如表 1 所示 。苏州市当 日有 四种污染物分别作为 8个站点的首要污染物 。 在 E X C E L实现 中注意甄别当 日